基于WIFI的360°远程视频监控系统

华南农业大学工程基础教学与训练中心　史艳玲

基于WIFI的360°远程视频监控系统

华南农业大学工程基础教学与训练中心史艳玲

本设计控制部分采用STC89C52RC芯片，通过DS1302芯片实现时钟日历功能，通过LCD1602实现实时显示功能，通过按键可以控制时间日历的校准和步进电机的控制。WIFI部分采用了大亚科技的DB120路由器，写入Openwrt小型linux系统，安装mjpg-streamer驱动，从而实现视频的采集、压缩和WIFI传输。

WIFI；视频监控；时钟；日历；步进电机

引言

随着信息化和互联网建设的加速发展，视频监控技术也日趋成熟，视频监控功能得到广泛的普及。基于WIFI的视频监控系统与变电站二次保护设备结合，可以保障变电站安全稳定的运行，监控中心值班人员可以借助该系统实现对变电站的有效监控，及时发现变电站运行过程中的各种安全隐患。从而为推动电网管理的自动化、综合化、集中化和智能化提供更有力的保障［1］。

本设计基于WIFI的视频监控系统的研究，以应用为主要方向，分为物理功能控制和视频图像处理及传送两大功能板块。物理功能控制版块，是以STC89C52RC为核心的底层硬件，外接DS1302计时电路、LCD1602液晶显示屏、与摄像模块同轴机械连接的步进电机。视频图像处理及传送板块采用DB120路由器，刷入Openwrt操作系统并安装mjpg-streamer视频流处理程序，挂载UVC摄像头。该装备能够通过摄像头实时采集周围环境图像信息并将这些数据通过无线通信方式发送到手机和计算机终端。

1.系统组成

基于WIFI的视频监控系统分为物理功能控制和视频图像处理及传送两大功能板块。根据本课题的设计目标，总体结构包括：STC89C52RC芯片及其最小系统、ULN2003步进电机驱动电路、DS1302计时芯片电路、LCD1602液晶显示屏及其周边电路、bcm6358芯片路由器，UVC摄像头和四相五线步进电机。总体结构如图1所示。

图1　系统整体方案图

2.硬件设计

2.1步进电机及驱动设计

本设计运用步进电机与摄像头同轴连接，实现视频采集的360度精准监控。本设计中步进电机带动摄像头旋转时，要求较高的稳定性，故采用五线四相的双极性步进电机。

采用的UNL2003驱动电路，该电路是一种高耐压、大电流的达林顿陈列，由七个NPN达林顿管组成。每一对达林顿都联一个2.7K的基极电阻，在5V的工作电压下与TTL和CMOS电路直接相连，可以直接处理需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。

2.2WIFI传输模块

本设计中，视频流数据处理及WIFI传送功能的实现，在硬件上采用大亚科技的DB120路由器。DB120使用的是BCM6358 300Mhz的CPU，采用16M Flash（S29芯片），配有32M内存，带有双USB接口，在硬件配置上基本满足640*480像素的视频流处理。在设计准备阶段，PC通过PL2303模块与DB120连接，通过串行通讯的方式写入Openwrr系统。本系统的输入部分采用按键，对时钟程序的选位、加、减功能和步进电机的正转、反转功能共五个变量进行控制。采用DS1302芯片设计时钟电路，LCD1602 设计液晶显示电路［2-3］。

3.软件设计

3.1主程序

主程序设计思路为：进行各模块的初始化，然后判断控制电机的按键是否按下，若是则执行电机驱动程序，电机转动。若没检测到按键按下，则读取DS1302中的年月日时分秒信息，并在LCD1602中显示。然后检测时间控制按键是否按下，若是，将时间校准并重新写入DS1302。然后循环执行上述程序。

3.2Openwrt系统的安装与参数配置

路由器的一对串口通过PL2303USB转串口通讯线连接到电脑；使用PuTTY登录路由器。PuTTY是一个Telnet、SSH、rlogin、纯TCP以及串行接口连接软件；进入CEF模式，输入路由器用户名和密码，登录路由器192.168.1.1，上传Openwrt系统安装包，进行刷机。

设置程序使用行列扫描的方式实现按键输出功能，LCD显示，还有定时器中断，外部中断，串口通信等程序。

图2　手机连接DB120路由器

图3　WIFI实时监控截图

4.设计结果与应用

本系统主要实现了WIFI视频监控，时钟显示及按键校正，按键控制步进电机旋转三个主要功能。

（1）给路由器上电，等待系统开启后，挂在摄像头灯亮，进入工作状态。

（2）打开手机或电脑，开启WIFI并搜索加入wifi-robot热点。如图2所示。

（3）浏览器打开路由器视频映射网址：192.168.1.1：8080/？a ctiom=stream，实时显示摄像头捕捉到的视频（见图3）。

5.结束语

系统以STC89C52单片机为微控制器，通过搭建基于Openwrt的服务器，摄像头驱动及视频流处理程序的安装，支持多台终端设备同时接入，连接上WIFI的终端设备能够实时显示UVC摄像头捕获的视频，步进电机旋转部分通过机械结构与摄像头同轴连接，控制步进电机就可以带动摄像头实现了360度可实现无死角的监控同步时间显示功能。时钟显示部分可通过按键实现年、月、日、时、分、秒、星期的调整，电路自带CR2302电池，在没有外电路供电的情况下仍能稳定运转。这种基于WIFI技术的无线监控系统，操作简单、灵敏度高、性能稳定可靠。

［1］程翠，殷树才，彭勇.基于WIFI的变电站远程无线视频监控系统设计［J］.信息通信，2013，9：51-52.

［2］任志敏.基于DS1302和LCD1602的万年历系统设计［J］.电脑开发与应用，2015，3：28-30.

［3］赵亮.跟我学单片机（七）——LCD1602液晶显示模块［J］.电子制作，2011，7：74-77.

史艳玲（1976-），女，硕士研究生，讲师，主要研究方向：高电压绝缘与荷电喷雾。